成都控制柜--PLC控制器的基本結構
成都控制柜淺析PLC控制器的基本結構:可編程邏輯控制器實質是一種專用于產業(yè)控制的計算機,其硬件結構基本上與微型計算機相同,基本結構如下:
一、電源
可編程邏輯控制器的電源在整個系統(tǒng)中起著十分重要的作用。假如沒有一個良好的、可靠的電源系統(tǒng)是無法正常工作的,因此,可編程邏輯控制器的制造商對電源的設計和制造也十分正視。一般交流電壓波動在+10%(+15%)范圍內,可以不采取其它措施而將PLC直接連接到交流電網上去。
二、中心處理單元(CPU)
中心處理單元(CPU)是可編程邏輯控制器的控制中樞。它按照可編程邏輯控制器系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數據;檢查電源、存儲器、I/O以及警戒定時器的狀態(tài),并能診斷用戶程序中的語法錯誤。當可編程邏輯控制器投入運行時,首先它以掃描的方式接收現場各輸入裝置的狀態(tài)和數據,并分別存入I/O映象區(qū),然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序,經由命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數運算的結果送入I/O映象區(qū)或數據寄存器內。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后,后將I/O映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內的數據傳送到相應的輸出裝置,如斯輪回運行,直到休止運行。
為了進一步進步可編程邏輯控制器的可靠性,近年來對大型可編程邏輯控制器還采用雙CPU構成冗余系統(tǒng),或采用三CPU的表決式系統(tǒng)。這樣,即使某個CPU泛起故障,整個系統(tǒng)仍能正常運行。
三、存儲器
存放系統(tǒng)軟件的存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲器。
存放應用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器。
四、輸入輸出接口電路
1、現場輸入接口電路由光耦合電路和微機的輸入接口電路,作用是可編程邏輯控制器與現場控制的接口界面的輸入通道。
2、現場輸出接口電路由輸出數據寄存器、選通電路和間斷哀求電路集成,作用可編程邏輯控制器通過現場輸出接口電路向現場的執(zhí)行部件輸出相應的控制信號。
五、功能模塊
如計數、定位等功能模塊。
六、通訊模塊
工作原理:當可編程邏輯控制器投入運行后,其工作過程一般分為三個階段, 即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。在整個運行期間,可編程邏輯控制器的CPU以一定的掃描速度重復執(zhí)行上述三個階段。
1、輸入采樣階段
在輸入采樣階段,可編程邏輯控制器以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數據,并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應的單元內。輸入采樣結束后,轉入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個階段中,即使輸入狀態(tài)和數據發(fā)生變化,I/O映象區(qū)中的相應單元的狀態(tài)和數據也不會改變。因此,假如輸入是脈沖信號,則該脈沖信號的寬度必需大于一個掃描周期,才能保證在任何情況下,該輸入均能被讀入。
2、用戶程序執(zhí)行階段
在用戶程序執(zhí)行階段,可編程邏輯控制器老是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時,又老是先掃描梯形圖左邊的由各觸點構成的控制線路,并按先左后右、先上后下的順序對由觸點構成的控制線路進行邏輯運算,然后根據邏輯運算的結果,刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲區(qū)中對應位的狀態(tài);或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對應位的狀態(tài);或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所劃定的特殊功能指令。
即,在用戶程序執(zhí)行過程中,只有輸入點在I/O映象區(qū)內的狀態(tài)和數據不會發(fā)生變化,而其他輸出點和軟設備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲區(qū)內的狀態(tài)和數據都有可能發(fā)生變化,而且排在上面的梯形圖,其程序執(zhí)行結果會對排在下面的凡是用到這些線圈或數據的梯形圖起作用;相反,排在下面的梯形圖,其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數據只能到下一個掃描周期才能對排在其上面的程序起作用。在程序執(zhí)行的過程中假如使用立刻I/O指令則可以直接存取I/O點。即使用I/O指令的話,輸入過程影像寄存器的值不會被更新,程序直接從I/O模塊取值,輸出過程影像寄存器會被立刻更新,這跟立刻輸入有些區(qū)別。
3、輸出刷新階段
當掃描用戶程序結束后,可編程邏輯控制器就進入輸出刷新階段。在此期間,CPU按照I/O映象區(qū)內對應的狀態(tài)和數據刷新所有的輸出鎖存電路,再經輸出電路驅動相應的外設。這時,才是可編程邏輯控制器的真正輸出。